정밀 PCB 제조, 고주파 PCB, 고속 PCB, 표준 PCB, 다중 계층 PCB 및 PCB 조립.
스마트폰, 태블릿, 웨어러블 등 제품이 소형화와 다기능화 방향으로 발전함에 따라 고밀도 상호 연결 인쇄회로기판 기술이 끊임없이 향상되고 PCB 도선의 너비와 간격, 마이크로 디스크의 직경과 구멍 중심,또한 도체층과 절연층의 두께가 계속 줄어들어 PCB의 크기, 무게, 부피를 늘리지 않고 더 많은 부품을 수용할 수 있는 PCB의 층수를 늘릴 수 있다.또한 무선 데이터 전송 대역폭과 처리 속도가 향상됨에 따라 PCB의 전기 성능은 매우 중요합니다.
집적회로 산업이 성능 확장과 무어의 법칙 준수에 어려움을 겪고 있는 것처럼 PCB 업계도 상호 연결 밀도와 전기 성능을 지속적으로 향상시키기 위해 공정 능력과 재료 성능에 대한 도전에 직면해 있다.PCB가 모든 계층 간 상호 연결 고밀도(ALV HDI) 설계를 채택하더라도 성능 확장 및 개선에는 한계가 있으며 제조 비용이 증가하고 비용 효율성 문제가 있습니다.PCB 산업은 계층 수를 늘리고 두께를 줄여야 하는 과제를 안고 있습니다.절연층의 두께는 임계치 이하인 50μm로 낮아졌고, PCB의 크기 안정성과 전기 성능(특히 신호 임피던스와 절연 저항)은 떨어졌다.
이와 동시에 신호흔적선의 밀도는 계속 증가되여 흔적선의 너비가 40μm보다 작다.전통적인 뺄셈으로 이런 궤적을 만드는 것은 매우 어려운 일이다.덧셈 기술은 비록 더 정교한 회로 생산을 실현할 수 있지만, 원가가 높고 생산 규모가 작은 문제가 존재한다.레이저 직접 이미징(LDI) 장비와 레이저 직접 드릴링(LDD) 100μm 레이저 구멍 기술과 같은 복잡하고 자동화된 적합한 장비의 증가는 이러한 문제를 개선할 수 있지만 비용이 증가하고 재료 성능도 제한됩니다.이것은 또한 시스템을 더 강력하고 비용 효율적으로 만들기 위해 기초에 집중해야 한다는 것을 의미합니다.이 문서에서는 전자 패키징 분야에서 볼륨, 신뢰성 및 경쟁력 있는 가격에 대한 요구를 충족시키기 위해 대규모 생산에서 ALV HDI 기술의 최신 과제와 진전을 소개합니다.
1. ALV HDI 기술 개요 소셜 미디어의 보급과 함께 점점 더 많은 통신이 스마트폰이나 태블릿을 통해 이루어지고 있다.소셜 미디어는 이제 성공적인 기업 마케팅 프로그램의 중요한 부분입니다.기존 및 잠재 고객과 커뮤니케이션할 수 있는 플랫폼을 제공하며 항상 피드백과 새로운 아이디어를 제공할 수 있습니다.이는 정보 전송 데이터의 양이 최근 몇 년 동안 크게 증가하여 계속 증가할 것임을 의미합니다.후속 기능의 증가와 어셈블리 크기의 감소는 PCB 개발의 주요 원동력이 될 것입니다.반도체 기술의 발전 속도는 거의 기하급수적으로 2년마다 두 배로 증가하고 있으며, 이러한 발전 속도는 최근 몇 년 동안 계속될 것이다.1세대 휴대전화에 사용된 고전적인 강성 PCB 구조를 현재 스마트폰에 사용되는 최신 PCB와 비교할 때 큰 차이를 볼 수 있다.소형화는 최근 몇 년 동안의 주요 추세라고 말할 수 있다.휴대폰의 크기는 크게 변하지 않았지만 더 강한 기능에 적응하기 위해 구성 요소와 PCB가 계속 줄어들고 있는 것은 분명하다.전형적인 스마트폰이나 태블릿PC에서 대부분의 공간은 디스플레이와 배터리가 차지하고 나머지 전자기기는 이미 크기를 줄이고 작은 구역에 집적되였다.구성 요소의 간격이 줄어들고 I/O 수가 증가함에 따라 가장 큰 변화 중 하나는 판의 얇음과 층수의 증가일 수 있습니다.10년 전만 해도 전형적인 강성 PCB의 두께는 1㎜가 넘었다. 현재 전형적인 스마트폰 PCB의 두께는 약 0.5∼0.7㎜다. 그러나 층수는 늘어나는 반면 판의 두께는 줄어드는 경향이 뚜렷하다.업계 로드맵에 따르면 앞으로 몇 년 안에 두께가 0.4mm 미만인 폴리염화페닐이 핸드헬드 장비에 등장할 것으로 예상된다.제품의 복잡성에 따라 미세한 구멍이 포함된 층수는 10층 내지 12층으로 증가한다.분명히 이것은 얇은 전매질과 도체층을 사용하게 될 것이다.몇 년 전에는 0.6mm~0.8mm 간격 기술이 당시 핸드헬드 장비에 사용되었다.오늘날의 스마트폰은 소자 I/O의 수와 제품의 소형화로 인해 PCB가 0.4mm 간격 기술을 광범위하게 채택하고 있다.예상대로 이 같은 추세는 0.3mm를 향해 나아가고 있다. 실제로 모바일 단말기를 위한 0.3mm 간격 기술 개발은 이미 몇 년 전부터 시작됐다.이와 동시에 미공의 크기와 련결판의 직경은 각각 75mm와 200mm로 줄어들었다.이 업계는 앞으로 몇 년 안에 마이크로홀을 50mm, 원반을 150mm로 줄이는 것을 목표로 하고 있다.그림 2 0.3mm 피치 설계 사양의 소형화는 ALV HDI PCB의 중선폭, 피치 및 표면 마운트 보드 크기를 감소시킵니다.모든 레이어 기술을 사용하여 소형화가 가능합니다.상호 연결은 모든 계층 간에 이루어지기 때문에 설계자에게 더 많은 자유를 줍니다.세선 제조 공정의 능력 향상은 명백하다.새로운 제조 및 가공 솔루션은 이러한 새로운 설계 요구 사항을 충족하는 데 필요합니다.
2. ALV HDI PCB 제조가 직면한 도전 ALV HDI PCB 소형화의 관건적인 생산 절차는 다층 층압, 레이저 드릴링, 이미징, 식각 및 도금 공정, 그리고 어떻게 공정을 최적화하여 고용량, 안정성, 신뢰성 및 저비용의 생산 공정을 만족시킬 것인가이다.생산 원가.1.마이크로 구멍 레이저 기술의 발전은 20세기 90년대 중반에 부속품의 발 간격이 줄어들었다.기술적인 어려움은 다중 레이어 PTH PCB로 높은 I/O 구성 요소를 연결하는 것입니다.이 도전에 대응하기 위해 PCB 업계는 기계 드릴의 구멍을 150mm 이하로 줄일 뿐만 아니라 이미징 가능한 전매질층, 플라즈마 식각 구멍, 레이저 드릴 방법과 같은 마이크로 구멍 기술을 개발했다.그러나 광 이미징을 통해 구멍을 형성하는 기술은 FR-4에 영향을 미치지 않는 특수 광 민감성 재료가 필요합니다.레이저 드릴링은 유연성 때문에 이제 주요 생산 방법이 되었습니다.원래 사용 가능한 레이저는 TEA CO2 및 UV Nd:YAG입니다.몇 가지 단점이 그것들의 실용성과 정확성을 제한했다.
TEA CO2 레이저는 파장이 10600나노미터로 구리를 뚫을 수 없고 속도가 느리며 펄스를 놓치기 쉬워 응용에 어려움이 있다.이 레이저 드릴을 사용할 때는 구리 표면에 최종 레이저 구멍의 지름만큼 크거나 약간 큰 창 (보형 마스크) 을 만들어야 합니다.또한 이 장파장 레이저가 부식되면 PCB에 탄화층이 형성되며 상대적으로 강한 찌꺼기 제거 매개변수를 통해 탄화층을 제거해야 한다.1997년에 발사된 최초의 자외선 레이저 드릴의 레이저는 파장이 355nm인 Nd:YAG이다.레이저는 작은 구멍과 고리형 방법을 통해 직경이 비교적 작은 반점에 잘 초점을 맞출 수 있다.이러한 자외선 레이저 드릴은 구리와 수지를 뚫을 때 매우 효과적이다.그러나 FR-4를 시추할 때 문제가 있습니다.이는 FR-4가 유리섬유를 함유하고 있어 유리섬유의 자외선 흡수가 매우 약해 잘 끊기지 않기 때문이다.따라서 자외선 레이저로 구멍을 뚫는 PCB 제품은 FR-4가 아닌 수지코팅 동박(RCC)을 구축 소재로 사용해야 한다.자외선 레이저 드릴은 효율이 매우 낮고 전력 안정성에도 문제가 있다.안정성이 높아지고 정격 출력이 급격히 증가한 후에도 유리섬유의 부식은 여전히 문제이다. 자외선 레이저 드릴의 생산 능력은 이산화탄소 레이저 드릴보다 훨씬 낮기 때문에 자외선 드릴은 현재 일부 특수 장소에만 적용된다.그 후 일부 회사들은 CO2 레이저를 UV 레이저와 결합하기 시작했지만, 이 솔루션은 PCB 프로토타입과 소량 생산에만 적용되었다.일괄 처리 보드의 경우 이러한 조합 방법은 경제적이지 않고 비경제적입니다.
1998년은 맹인 미니보드 수요가 크게 늘어난 해였다.이에 따라 주류 PCB 제조업체들은 이미 식각 + 이산화탄소 레이저 공정을 표준화했고, 새로운 이산화탄소 레이저 드릴도 펄스 손실이 없고 속도가 더 빠른 시장에 내놓기 시작했다.신형 이산화탄소 드릴의 생산 능력의 대폭적인 향상은 결국 대규모 생산에서 비용 효율을 갖게 될 것이다.드릴링 과정도 안정적입니다.2000년대 중반에 이르러 업계 최고의 PCB 제조업체들은 동박을 통한 직접 드릴링 구멍을 개발하기 시작했다.구리를 5밀리미터~12밀리미터 두께로 얇게 하고 구멍을 뚫기 전에 구리 표면을 거칠게 하고 어둡게 한다.이 레이저가 직접 구멍이 되는 기술적 장점은 구리 창을 식각하는 단계를 줄이고 비용을 크게 줄일 수 있다는 것입니다.이것은 현재 어떤 층의 상호 연결에 사용되는 블라인드 마이크로 구멍을 생산하는 주요 방법입니다.그러나 이 방법은 처리 창이 상대적으로 좁아 재작업을 할 수 없다는 단점이 있다.품질의 관점에서 볼 때, 100 μm 미만의 블라인드 마이크로 구멍을 안정적으로 대규모로 생산하는 것은 큰 도전입니다.구멍 속의 현수동, 돌출된 유리섬유, 수지 잔류물 등의 결함은 뒤이어 때를 제거하고 도금하는 과정에서 품질 문제를 초래할 수 있기 때문에 100섬 미만의 미세 맹공을 최적화하여 구멍 속의 현수동을 제거하고 그것들을 제거해야 한다.유리섬유 돌출, 수지 잔류 등의 결함.CO2 레이저 드릴링은 향후 일정 기간 동안 여전히 지배적일 것입니다.그러나 새로운 피초와 비초 레이저 드릴이 시장에 진입할 것이다.이 시추기들은 가공 속도, 시추 품질과 생산 효율 방면에서 우세를 가지고 있다.업계가 소공경 레이저 블라인드의 도전에 직면했을 때, 이러한 레이저 드릴은 하나의 발전 방향이 될 수 있다.또한 이러한 레이저 드릴은 재료에 대한 열 손상이 CO2 레이저 드릴과 같은 긴 펄스 레이저 드릴보다 작습니다.이 신형 레이저 드릴은 어떠한 가공도 거치지 않은 동박에 구멍을 뚫을 수 있다.2. 도금 및 이미징 공정 PCB 도금 공정의 선택은 선폭/간격, 절연층의 두께와 최종 구리의 두께에 달려 있다.간격이 0.3mm인 BGA 설계에서 용접판의 지름은 150μm, 블라인드 구멍은 75μm로 0.3mm/30mm인 두 가닥의 가는 선이 두 용접판 사이에 뻗어 있다. 기존 뺄셈 방법을 통해 이런 정교한 회로를 만드는 것은 도전적이다.상감법에서 식각능력은 관건적인 요소의 하나로서 도안이전공예와 전기도금의 균일성을 최적화해야 한다.이것이 PCB 업계가 mSAP 공정을 사용하여 가는 선을 만드는 이유입니다.mSAP 프로세스에서 만든 가는 선은 뺄셈보다 위쪽 폭과 아래쪽 폭이 거의 같습니다. 즉, 선을 정사각형으로 제어하는 것이 더 쉽습니다.mSAP의 또 다른 장점은 드릴링 및 도금과 같은 표준 PCB 공정과 기타 기존 기술을 사용하며 기존 재료를 사용하면 구리와 개전층 사이에 좋은 접착성을 제공하여 최종 제품의 신뢰성을 보장할 수 있다는 것입니다.뺄셈에 비해 mSAP 프로세스의 가장 큰 장점은 선종류를 쉽게 제어할 수 있고 전체 생산판의 상단 너비와 하단 너비가 거의 같다는 것이다.회선의 두께를 줄이고 회선의 유형을 제어할 수 있으며 교란이 낮고 신호 소음비가 높으며 신호의 완전성을 높일 수 있다.사실 이런 가는 선과 비교적 얇은 전매질층은 반드시 특성저항수준을 갖추어야 한다.
현재 PCB 제품의 회로는 갈수록 얇아지고 개전층의 두께는 끊임없이 줄어들고 있다.따라서 적절한 PCB 제조 공정을 선택할 필요가 있습니다.이런 공예는 반드시 전기 도금과 구멍 메우기의 요구를 만족시킬 수 있어야 하며, 동시에 잔주름이 생길 수 있어야 한다.더 얇은 선, 더 작은 간격 및 원형 구멍은 패턴 이동 프로세스를 더욱 엄격하게 제어해야 합니다.가는 선의 경우 수리, 재작업 또는 수리 등의 방법을 사용할 수 없습니다.만약 당신이 더 높은 통과율을 얻고 싶다면, 당신은 반드시 도형 생산 도구의 품질, 층압 예비 침출재의 매개 변수와 도형 전송의 매개 변수에 주의해야 한다.이 기술의 경우 접촉 노출 대신 레이저 직접 이미징 (LDI) 을 사용하는 것이 점점 더 매력적으로 보입니다.그러나 LDI는 생산성이 낮고 비용이 많이 들기 때문에 PCB 제품의 90% 이상이 그래픽 전송을 위해 접촉 노출을 사용합니다.LDI를 사용하면 LDI가 양품률을 크게 높일 수 있을 때만 비용 효율적입니다.이제 복잡한 모든 계층의 상호 연결을 위한 PCB 최종 품목 비율을 높이는 것이 중요하므로 LDI를 사용하는 경향이 있습니다.LDI가 없다면 프리미엄 스마트폰용 PCB 생산은 불가능하다.LDI의 장점은 각 PCB 보드에 서로 다른 팽창과 수축을 사용할 수 있으므로 정렬이 정확하지 않아 발생하는 폐기물을 줄일 수 있다는 것입니다.LDI의 장점을 최대한 활용하기 위해서는 최적의 생산 능력을 얻기 위해 건막이나 습막을 그래픽 전송 기술과 일치시켜야 한다.최근 몇 년 동안 건/습막의 가공 능력과 생산 능력이 크게 향상되었다.이를 통해 그래픽 전송을 위해 LDI를 구입하는 데 도움이 될 수 있습니다.다른 선택에 직면했을 때 항상 검증된 기술을 사용하고 싶기 때문이다.또한 PCB 생산에도 사용할 수 있는 DI 기계가 있습니다.새로 판매되는 DI 기계 중 약 25%가 용접재 마스크 패턴을 생산하는 데 사용됩니다.용접 방지 공정에서 DI를 사용하면 생산량이 크게 증가할 수 있지만 생산 능력이 너무 낮다는 단점이 있습니다.
3. ALV HDI 기술 총화 이 글은 주로 임의의 계층 상호 연결 PCB 보드가 생산 과정에서 관건적인 제조 공정과 원가에 미치는 영향을 소개한다.공정을 선택할 때 이 기술이 현재와 미래의 전자 포장 제품의 수요를 만족시켜야 한다는 것을 고려해야 한다.HDI PCB가 직면한 과제는 PCB 기능의 증가와 크기의 감소, 그리고 최근 단말기 제품에서 빈번하게 나타나는 초슬림 구조이다.재료와 생산 방법을 적시에 준비하기 위해서는 공급망을 효과적으로 관리하고 프로토타입 생산 주기를 단축하며 제품을 더 빨리 시장에 내놓을 필요가 있습니다.뺄셈 (동박 또는 도금) 으로 가는 선을 만들면 선 간격, 두께 편차 및 기저 구리 거친도에 민감한 구리 두께와 구리 두께 편차의 제한에 직면하게 됩니다.덧셈은 더 높은 해상도를 가지고 있으며 가는 선을 만들 때 선종류가 좋지만 엔지니어에게는 제어가 더 복잡하고 많은 투자가 필요할 수 있습니다.mSAP 공정의 가는 선은 더 곧은 측면 벽을 가지고 있기 때문에 전송 손실과 직렬 교란이 상대적으로 낮고 PCB 신호의 무결성을 향상시킵니다.인쇄회로기판 생산 공정의 선택은 간단한 답이 없다. 왜냐하면 인쇄회로기판 제조 공정의 선택은 주로 제품 설계의 특징에 달려 있기 때문이다.엔지니어가 가능한 한 빨리 제품 설계 프로세스에 참여하면 가장 경제적인 솔루션을 찾는 데 도움이 될 것입니다.
